助剂在水性木器漆中的应用研究

徐玲 张先进 胡志滨(深圳海川化工有限公司实验中心，518040)

文摘：本文工作对水性木器漆中助剂应用以及对面漆表面性能的影响进行了研究，将助剂的选择与应用归结为表面张力调整、起泡与消泡的控制、流平与流动的改善。对水性木器漆的生产具有一定的指导意义。

关键词：水性木器漆 水性树脂 消泡剂 润湿剂 流平剂 流变改性剂

分类号：TQ639

1. 前言

水性木器漆的发展顺应了环保法规的要求，大量减少了木器漆中有机化合物的释放量（VOC），正在成为继内外墙建筑乳胶涂料之后的又一市场热点。水性木器漆发展的原动力来自于水性树脂技术的创新、发展与成熟，漆膜的各项机械性能及耐性主要取决于水性树脂性能，当然，配方技术也占有重要的地位，配方技术的核心就是助剂的选择与合理应用。

1.1水性木器漆的分类及特点

与溶剂型木器漆一样，按施工的先后顺序，水性木器漆可分为水性腻子、水性封底漆、水性面漆；根据面漆中颜料的含量，面漆可分为清漆和着色漆；根据面漆的光泽度又可分为高光面漆、半光面漆和哑光面漆等。

􀁺 水性腻子

水性腻子刮涂在木材表面，填补表面大小孔隙，增加基材表面的平滑度。对水性透明腻子的性能要求是：透明度高、耐水性好、干燥快、打磨性好、强度高、附着力好、不易脱落。同时要求腻子贮存稳定性好、不分层。

􀁺 水性封底漆

封底漆是基材与面漆间的过渡层，它能增强涂层与基材之间的附着力，也能增加基材的封闭性，防止面漆渗透到基材孔隙而影响漆膜的平整、美观，同时能增加漆膜厚度而显丰满。因此，要求封底漆对基材润湿性好，渗透性优异，能在基材上形成一层均匀连续的漆膜且不影响与下一道漆膜的层间附着力。可以选择粒径较小、玻璃化温度中等的树脂来作为制备封底漆的基料。

􀁺 水性木器面漆

面漆涂覆在底涂层上，起到装饰、保护木材的重要作用。因此，要求漆膜硬度高，表面平整无缺陷，丰满度高，光泽适宜，光滑且抗划伤；耐水、耐酸、耐碱、耐生活污渍等。在腻子、底漆、面漆的配方中都存在相应的技术问题，但面漆的性能要求更为全面，面漆中的助剂应用相对最复杂，在这里重点讨论助剂在水性木器面漆中的应用技术。

1.2水性木器漆面漆的技术要求

水性木器面漆在性能上与溶剂型木器漆要求相同，但是用水替代了有机溶剂后，从生产到施工、漆膜性能的控制等，均产生了新的技术难题，笔者在实践中发现，出现的技术难题可以从相对比较成熟的溶剂型木器漆技术和水性乳胶涂料技术两个角度考虑加以解决。

一方面，水性木器漆多用于门窗、附墙板、地板、家具等，多为清漆，光泽从高光到哑光，透明、丰满度高、手感好、漆膜平整度高；不同于内外墙乳胶漆，颜填料含量高，对漆膜表面缺陷要求不高。在漆的润湿、流动、流平，漆膜表面缺陷控制等方面可以参考溶剂型木器漆的特点。另一方面，水性木器清漆中，树脂固含量大约占30%，其余60—70%左右为水和有机溶剂。水的表面张力高为72（mN/m），对基材的润湿能力差；水性树脂体系为乳液型或水分散型，如要分散稳定，需要添加多种助剂，是一个较为复杂的体系，不是简单的溶液，与溶剂型相比，体系的相容性易出现问题。溶剂型木器漆多为树脂溶液，有机溶剂的表面张力数值约为30—40（mN/m），润湿好、溶解能力强，体系相容性较好。因此，水性木器清漆作为一个水油两相体系，必然会存在表面张力不平衡、起泡与消泡、流动与流平等影响漆膜表面性能的问题。

2 表面张力不平衡对水性木器面漆的影响

水性木器漆从涂膜形成开始到干燥为止的过程中，始终存在表面张力不平衡的现象。

首先，是润湿过程—指基材表面的空气被液体涂料所取代的过程，良好的润湿过程要保证液体涂料的表面张力小于基材的临界表面张力。从水性木器清漆的构成看：水性树脂（占30%）、水、助溶剂（多元醇醚类等）、助剂。水性树脂的种类有：丙烯酸乳液、丙烯酸分散体、聚氨酯分散体（单组分、双组分）、丙烯酸/聚氨酯混合物等。水性木器树脂的表面张力与树脂的种类和分散状态有关，一般水性醇酸树脂、聚氨酯分散体的润湿性较好，而丙烯酸乳液或分散体的表面张力较高，润湿性较差；水的表面张力高，助溶剂的表面张力较低。要实现良好的润湿、铺展效果，必须选择适当的基材润湿剂。基材润湿剂能有效降低体系的表面张力，增加对木材的润湿性和渗透性，提高层间附着力。基材润湿剂主要为各类表面活性剂：非离子（如烷氧基醚类）、阴离子、炔二醇类、聚醚改性聚硅氧烷类。作为水性木器漆润湿剂，要求用量少、降低表面张力效率高，相容性好，一般要溶于水、与体系其它组分相容性好，不会引起重涂和附着力下降的问题，低气泡、不稳泡,对水的敏感性低。常用的润湿剂性能比较如下。

表1 润湿剂种类与性能对比